[发明专利]基于非对称金属包覆介质波导的角度扫描折射率传感器在审
| 申请号： | 201810852901.1 | 申请日： | 2018-07-30 |
| 公开（公告）号： | CN108613949A | 公开（公告）日： | 2018-10-02 |
| 发明（设计）人： | 王向贤;吴枭雄;朱剑凯;陈宜臻;杨旭东;杨明秋;苏学晶 | 申请（专利权）人： | 兰州理工大学 |
| 主分类号： | G01N21/43 | 分类号： | G01N21/43;G01N21/41 |
| 代理公司： | 北京科迪生专利代理有限责任公司 11251 | 代理人： | 杨学明;顾炜 |
| 地址： | 730050 甘肃*** | 国省代码： | 甘肃;62 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 介质波导 金属包覆 非对称 平面镜 待测物 折射率 棱镜 折射率传感器 光谱仪 辐照 角度扫描 激光器 反射 旋转控制系统 折射率测量 传感领域 反射光谱 高阶导模 金属薄膜 玻璃基 导波层 反射光 匹配油 波导 传感 导模 低阶 射出 测量 激光 折射 应用 | ||
1.基于非对称金属包覆介质波导的角度扫描折射率传感器，其特征在于，包括激光器(1)、平面镜A(2)、棱镜(3)、匹配油(4)、玻璃基底(5)、金属薄膜(6)、待测物(7)、平面镜B(8)、光谱仪(9)和平面镜旋转控制系统(10)，其中，所述的激光器(1)发出的激光束，经平面镜A(2)反射，经棱镜(3)折射后，辐照到金属薄膜(6)、待测物(7)和空气构成的非对称金属包覆介质波导上，反射光从棱镜(3)射出后，经平面镜B(8)反射后，辐照到光谱仪(9)上，平面镜旋转控制系统(10)控制平面镜A(2)和平面镜B(8)的旋转，以实现角度扫描的反射光谱测量。
2.根据权利要求1所述的基于非对称金属包覆介质波导的角度扫描折射率传感器，其特征在于，非对称金属包覆介质波导中存在低阶、高阶导波模式，激光束以激发导模的共振角辐照时，入射激光能量将耦合成待测物(7)中的低阶、高阶导模的能量，光谱仪(9)将探测到反射光谱出现相应低阶、高阶导模对应的波谷，通过对反射光谱的分析，可以确定相应的低阶、高阶导模的激发角，进而通过非对称金属包覆介质波导的相关理论，计算并确定待测物(7)的折射率，通过低阶、高阶导模的使用，可实现大范围的折射率传感。
3.根据权利要求1所述的基于非对称金属包覆介质波导的角度扫描折射率传感器，其特征在于，所述的非对称金属包覆介质波导，是由金属薄膜(6)，待测物(7)和空气构成的三层结构，金属薄膜(6)和空气用作包覆待测物(7)的包覆层。
4.根据权利要求1所述的基于非对称金属包覆介质波导的角度扫描折射率传感器，其特征在于，入射光从激光器(1)发出，经平面镜A(2)反射，由棱镜(3)耦合辐照到非对称金属包覆介质波导，反射光从棱镜(3)中射出后，经平面镜B(8)反射，由光谱仪(9)测量反射光谱。
5.根据权利要求1所述的基于非对称金属包覆介质波导的角度扫描折射率传感器，其特征在于，在入射光波长一定的条件下，通过平面镜旋转控制系统(10)实现角度扫描的折射率测量，平面镜旋转控制系统(10)，控制平面镜A(2)的旋转，以实现激光束以不同角度入射棱镜，从而以不同角度辐照非对称金属包覆介质波导；同时，平面镜旋转控制系统(10)控制平面镜B(8)的旋转，以实现经非对称金属包覆介质波导反射的光，被平面镜B(8)反射后辐照到光谱仪(9)上，由此保证了测量的实时性和准确性。
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